JP2009018628A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用の電動パワーステアリング装置に関するものである。 The present invention relates to an electric power steering device for a vehicle.
電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイールに印加された操舵トルクに対応して、電動モータから補助操舵トルクを発生して、減速機構を含む動力伝達機構により減速して操舵機構の出力軸に伝達するようになっている。 In the electric power steering device, an auxiliary steering torque is generated from the electric motor in response to the steering torque applied to the steering wheel, and is decelerated by a power transmission mechanism including a reduction mechanism and transmitted to the output shaft of the steering mechanism. It has become.
この動力伝達機構としてウォーム減速機構を用いた電動パワーステアリング装置では、電動モータの駆動軸側のウォームに、ウォームホイールが噛合してあり、このウォームホイールは、操舵機構の出力軸(例えば、ピニオン軸、コラム軸)に嵌合固定してある。電動パワーステアリング装置としては、操舵機構の出力軸をピニオン軸とする所謂ピニオンアシストタイプ、または操舵機構の出力軸をコラム軸とする所謂コラムアシストタイプのものが知られている。 In an electric power steering apparatus using a worm reduction mechanism as the power transmission mechanism, a worm wheel meshes with a worm on the drive shaft side of the electric motor, and this worm wheel is an output shaft (for example, a pinion shaft) of the steering mechanism. And the column shaft). As the electric power steering device, a so-called pinion assist type in which the output shaft of the steering mechanism is a pinion shaft, or a so-called column assist type in which the output shaft of the steering mechanism is a column shaft is known.
電動パワーステアリング装置において、電動モータを取り付けるモータハウジングと減速機構を取り付けるギヤハウジングとが一体構造に構成されているもの(例えば、特許文献1)、および電動モータを取り付けるモータハウジングと減速機構部を取り付けるギヤハウジングとが別体であり互いに分離可能に結合されているもの(例えば、特許文献2)、がある。後者の場合、姉妹車や派生車等の電動モータの取り付け位相のみを異にする車両レイアウトの変更に対応するに好適である。
しかしながら、電動モータを取り付けるモータハウジングと減速機構を収容するギヤハウジングとを別体とする従来の電動パワーステアリング装置においては、モータ軸に取り付けるウォームを軸方向に位置決め・拘束するために、スナップリングを使用するなど、構成のさらなる簡単化が求められるところであった。 However, in a conventional electric power steering device in which a motor housing to which an electric motor is attached and a gear housing that houses a speed reduction mechanism are separated, a snap ring is provided to position and restrain the worm attached to the motor shaft in the axial direction. There has been a demand for further simplification of configuration such as use.
そこで、本発明は、ギヤハウジングとモータハウジングを分離可能にする構成の電動パワーステアリングをさらに改善して、簡単に組み付けできる電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an electric power steering device that can be easily assembled by further improving the electric power steering having a configuration in which the gear housing and the motor housing can be separated.
上記課題を達成するために、本発明では、電動モータと、該電動モータの回転出力軸に連結されるウォームとこれに噛み合うウォームホイールとから成る減速機構を含む補助動力伝達機構とを有し、前記電動モータ用のモータハウジングと前記減速機構を取り付けたギヤハウジングとが分離可能に結合された構成の電動パワーステアリング装置において、
前記ウォームは2つの軸受により前記ギヤハウジングにより、軸方向に微動可能にかつ前記電動モータ側に向かって予圧を負荷されて支持されており、
前記2つの軸受のうち前記電動モータに近い方の軸受は前記モータハウジングにより軸方向に支持されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention has an auxiliary power transmission mechanism including an electric motor, a speed reduction mechanism including a worm coupled to a rotation output shaft of the electric motor and a worm wheel meshing with the worm, In the electric power steering apparatus having a configuration in which the motor housing for the electric motor and the gear housing to which the speed reduction mechanism is attached are detachably coupled,
The worm is supported by the gear housing by two bearings so as to be finely movable in the axial direction and loaded with a preload toward the electric motor side,
Of the two bearings, a bearing closer to the electric motor is supported in the axial direction by the motor housing.
以上のように、本発明では、モータハウジングとギヤハウジングの構造が、これらを結合した際に、ウォームが軸方向に位置決め・拘束される構成となっているため、従来、ウォームを位置決め・拘束するために用いていたスナップリングが不要となり、低コスト化、及び構成の簡素化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, the structure of the motor housing and the gear housing is configured such that the worm is positioned and restrained in the axial direction when they are combined. Therefore, the snap ring used for this purpose becomes unnecessary, and the cost can be reduced and the configuration can be simplified.
また、本発明の電動パワーステアリング装置の好ましい態様として、電動モータ側の軸受の側端面に当接する対向面に、弾性部材を配設することが出来、その場合、ウォームとウォームホイールの噛み合いの打音やガタ振動を防止することができる。 Further, as a preferred aspect of the electric power steering device of the present invention, an elastic member can be disposed on the opposing surface that contacts the side end surface of the bearing on the electric motor side. In this case, the engagement of the engagement between the worm and the worm wheel is achieved. Sound and backlash can be prevented.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の好適な一実施の形態についての電動パワーステアリング装置を示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electric power steering apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
図1において、電動パワーステアリング装置1は後端にステアリングホイール3を取り付けたステアリングシャフト5を内側に回転自在に支持するステアリングコラム7を有する。ステアリングコラム7の前端部には、内部に電動アシスト機構の減速機構部を収納するギヤハウジング9が連接固定されている。減速機構はウォームおよびこれに噛合するウォームホイールを具備する公知のものである。ギヤハウジング9の前端部にはステアリングコラム7の径方向外方に延在するカバー11が固定されている。
In FIG. 1, an electric power steering apparatus 1 includes a steering column 7 that rotatably supports a
ステアリングコラム7はアッパブラケット13を介して車体側部材15に固定されている。ギヤハウジング9およびカバー11はロアブラケット17を介して車体側部材15に固定されている。ギヤハウジング9にはギヤハウジング9とは別体に形成された電動モータ19用のモータハウジング20が取り付けられているが、これについては後に詳述する。
The steering column 7 is fixed to the vehicle
車両走行時、電動パワーステアリング装置1はステアリングホイール3の操作により発生した操舵トルクに応じて電動モータ19を駆動させ、その回転力が減速機構を介して出力軸21に伝達される。出力軸21に伝達された回転力は、車両前方に向かって順に、出力軸21の前端部にユニバーサルジョイント23を介して連結されたロアステアリングシャフト25を介して、図示の無いギヤボックスへと伝達され、走行輪を転舵する。
When the vehicle travels, the electric power steering device 1 drives the
本実施形態の電動パワーステアリング装置1はチルト調整可能であり、カバー上部のチルトピボットTP、アッパブラケット13に設けられたレバー27等によりチルト機構を構成している。
The electric power steering apparatus 1 of the present embodiment is capable of tilt adjustment, and a tilt mechanism is configured by the tilt pivot TP at the top of the cover, the
図2は、本実施形態の主要部を示すモータ軸方向部分断面図である。 FIG. 2 is a partial sectional view in the motor axis direction showing the main part of the present embodiment.
図2において、電動モータ19を取り付けたモータハウジング20と、減速機構を取り付けたギヤハウジング9とが図示されている。モータハウジング20は電動モータ19と一体に形成されている。モータハウジング20のギヤハウジング9側には電動モータ19の回転出力軸19aを環状のスペースをもって取りまいてギヤハウジング9側に突出する筒状部20aが一体に形成されており、この筒状部20aからモータハウジング20の周縁に向かって電動モータ19の回転出力軸19aに直角に延在する平坦な端面20bが形成されている。
In FIG. 2, a
一方、出力軸21に外嵌固定されたウォームホイール29およびそれに噛みあっているウォーム31から成る減速機構を収納しているギヤハウジング9はモータハウジング20に対向して筒状部9aを一体に有し、この筒状部9aは、モータハウジング20の筒状部20aが外嵌接合される内周面を有し、かつモータハウジング20の平坦な端面20bに接合される平坦な端面9bを形成している。
On the other hand, the
こうして、ギヤハウジング9とモータハウジング20とは、モータハウジング9の筒状部9aとモータハウジング20の筒状部20aが嵌合され、かつ各々の端面部9b,20bにて接合され、ボルト等で締結されることにより両者が結合されている。このように、ギヤハウジング9とモータハウジング20は、互いに別々の構造体であり両者結合されているが、必要に応じ分離可能な構造になっている。
In this way, the
ウォームホイール29と共に、減速機構を構成するウォーム31は、電動モータ19の回転出力軸19aにスプライン嵌合されると共に、その両端部に於いて、電動モータ19に近い側のモータ側軸受35と、電動モータ19から離れた側の反モータ側軸受37とにより、ギヤハウジング9に回転自在に支持されている。
The
モータ側軸受35は、その外周がギヤハウジング9の内周面に内嵌しかつウォーム31のモータ側端部の外周部に外嵌して径方向の負荷を支持している。また、モータ側軸受35の外輪35aの軸方向端部は一方がギヤハウジング9の面に、他方がモータハウジング20の筒状部20a先端面に接触し、それによりモータ側軸受35はギヤハウジング9とモータハウジング20との間に軸方向に支持されている。
The motor-side bearing 35 has an outer periphery fitted into the inner circumferential surface of the
モータ側軸受35の内輪35bの軸方向両側はウォーム31の端部に設けたウォーム拡径部31aと、ウォーム端部のモータ19側端部に固定したナット38との間に、それぞれ、圧縮された一対のゴムダンパー39,41を介して、軸方向に弾性的に支持されている。これにより、ウォーム31は、ゴムダンパー39,41の弾性限度内で、モータ側軸受35に対して、軸方向に変位可能とされている。
Both axial sides of the
ウォーム31の反モータ側には、ウォーム31をウォームホイール29側に近づける方向に、ウォーム31の反モータ側端部を押圧して予圧する予圧機構42が設けられている。
On the non-motor side of the
この予圧機構42は、ウォーム31の反モータ側拡径部31b外周面と反モータ側軸受37の内周面との間に介在させたブッシュ43と、ウォーム31の小径先端部31c側に設けた予圧パッド45と、この予圧パッド45の外周面に巻回した捩りコイルバネ46と、から構成されている。
The
したがって、ウォーム31の反モータ側の小径先端部31cを、ウォーム31がウォームホイール29側に近づく方向に一定の荷重で弾性的に付勢することができ、噛み合いのガタつきをなくすことができるようになっている。
Accordingly, the small-
上記モータハウジング20とギヤハウジング9とを、筒状部20a,9aを嵌合し、接合端面部20b,9bにて接合してボルト33で締結した際、モータ側軸受35のモータ側端面がモータハウジング20の筒状部20aの端面に当接すると共に、ギヤハウジング9の筒状部9a内面側に設けた軸受嵌合部9cが、モータ側軸受35のウォーム31側端面及び外周面に当接して、これを軸方向及び径方向に位置決め・拘束するように構成されており、これにより、ウォーム31が軸方向に位置決めされる。
When the
このように、モータハウジング20とギヤハウジング9の接合部近傍の係合構造が、両ハウジング20,9を結合した際に、ウォーム31が軸方向に位置決め・拘束されるような構成となっているため、従来、ウォーム31を位置決め・拘束するために用いていたスナップリングが不要となり、低コスト化を図ることができる。
Thus, the engagement structure in the vicinity of the joint between the
図3は、図2の電動パワーステアリング装置に弾性部材を用いた実施形態を示すA部分拡大図である。 FIG. 3 is an enlarged view of a portion A showing an embodiment in which an elastic member is used in the electric power steering device of FIG.
上記実施形態において、図3に示すように、モータ側軸受35のモータ側端面に当接するモータハウジング20の筒状部20aの端面に環状溝20cを設け、これにリング状の弾性部材49を嵌め込んだ構成にすることもできる。
In the above embodiment, as shown in FIG. 3, an
これにより、ウォーム31が軸方向に若干付勢されて、予圧を与えることができるので、ウォーム31とウォームホイール29の噛み合いの打音やガタ等を防止することができる。
As a result, the
図4は、図2の電動パワーステアリング装置にウェーブワッシャーを用いた実施形態を示すA部分拡大図である。 4 is an enlarged view of a portion A showing an embodiment in which a wave washer is used in the electric power steering apparatus of FIG.
上記実施形態において、図4に示すように、モータ側軸受35のウォーム31側端面に当接する、ギヤハウジング9の対向面である軸受嵌合部9c端面に環状凹部9dを設け、これにウェーブワッシャー51を嵌め込んだ構成にすることもできる。
In the above embodiment, as shown in FIG. 4, an annular recess 9 d is provided on the end surface of the bearing
これにより、モータハウジング20とギヤハウジング9とを端面20b、9bにて接合した際に、モータ側軸受35のウォーム31側端面と軸受嵌合部9cの寸法誤差によって生じる微小な隙間をウェーブワッシャー51によって吸収することができるので、この隙間によって生じるガタや、このガタのためにウォーム31とウォームホイール29とのギヤ打音が増大するのを防止することができる。
As a result, when the
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるわけではなく、種々変形可能である。 In addition, this invention is not necessarily limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible.
1 電動パワーステアリング装置
3 ステアリングホイール
5 ステアリングシャフト
7 ステアリングコラム
9 ギヤハウジング
9b 平坦な端面
19 電動モータ
19a 回転出力軸
20 モータハウジング20
20a 筒状部
20b 平坦な端面
21 出力軸
29 ウォームホイール
31 ウォーム
33 ボルト
35 モータ側軸受
37 反モータ側軸受
38 ナット
39,41 ゴムダンパー
42 予圧機構
43 ブッシュ
45 予圧パッド
51 ウェーブワッシャー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric power steering apparatus 3
Claims (2)
前記ウォームは2つの軸受により前記ギヤハウジングにより、軸方向に微動可能にかつ前記電動モータ側に向かって予圧を負荷されて支持されており、
前記2つの軸受のうち前記電動モータに近い方の軸受は前記モータハウジングにより軸方向に支持されていることを特徴とする電動パワーステアリング装置。 An auxiliary power transmission mechanism including a reduction mechanism including an electric motor, a worm coupled to a rotation output shaft of the electric motor, and a worm wheel meshing with the worm wheel; and a motor housing for the electric motor and the reduction mechanism. In the electric power steering device configured to be separably coupled to the attached gear housing,
The worm is supported by the gear housing by two bearings so as to be finely movable in the axial direction and loaded with a preload toward the electric motor side,
Of the two bearings, a bearing closer to the electric motor is supported in the axial direction by the motor housing.
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